§ 4. Алгоритм с параметрами

Определения и обозначения

Алгоритм с параметром — алгоритм, в котором отдельные действия зависят от значения указанного параметра. Он описывает общий способ решения, подходящий для нескольких похожих случаев. Поэтому команды не приходится переписывать при каждом новом исходном значении.

Параметр — величина, значение которой задают при выполнении алгоритма и которая влияет на его работу. Это может быть число символов, длина стороны или расстояние между фигурами. Параметр нужен, чтобы управлять результатом, сохраняя общий порядок действий.

Формальный параметр — имя величины, записанное в заголовке алгоритма и используемое внутри него. Например, в записи ПостроитьКвадрат(a) буква a является формальным параметром. Она служит обозначением неизвестного заранее значения, с которым будут выполняться команды.

Фактический параметр — конкретное значение или величина, передаваемые алгоритму при его вызове. В вызове ПостроитьКвадрат(5) числовое значение 5 — фактический параметр. Именно оно определяет, какого размера получится квадрат в данном запуске.

Как это устроено

Один и тот же алгоритм удобно использовать в похожих ситуациях, потому что меняется только исходное значение, а способ действия остаётся прежним. Например, вывод десяти символов и вывод пяти символов требуют одинаковой последовательности команд. Если число символов сделать параметром, достаточно изменить вызов, а не переписывать весь алгоритм.

Параметр записывают в заголовке алгоритма, обычно после его имени, например Вывести(n). В теле алгоритма имя n используется там, где нужно учитывать переданное число. Такая запись отделяет общий способ решения от конкретных данных и делает описание понятным для разных запусков.

При вызове алгоритма указывают фактический параметр, например Вывести(7). Переданное значение связывается с формальным параметром n, поэтому внутри алгоритма n воспринимается как 7. После связывания исполнитель последовательно выполняет команды тела с этим значением.

Выбор другого фактического параметра может изменить результат, хотя сами команды и их порядок остаются прежними. При вызовах Вывести(3) и Вывести(8) алгоритм действует одинаковым способом, но выдаёт разное количество символов. Это позволяет избежать повторения одинаковых действий и хранить один универсальный алгоритм вместо нескольких почти одинаковых.

Формальный и фактический параметры алгоритма

Таблицу удобно читать слева направо: сначала определить имя в описании, затем найти значение, переданное при запуске. Например, n — формальный параметр, а 5 — фактический. Если параметров несколько, каждому имени должно соответствовать своё переданное значение.

Разбор задач

Вывод заданного числа символов

Условие. Нужно составить алгоритм, который выводит одинаковый символ заданное число раз, а затем выполнить его для нескольких значений. Количество повторений заранее не фиксируем, потому что оно должно меняться от вызова к вызову.

1. Запишем алгоритм Вывести(n), где n обозначает требуемое количество символов.
2. В теле организуем повторение команды вывода символа, пока число выполнений не станет равно n.
3. Вызовем алгоритм, например, с фактическими параметрами 4 и 7: Вывести(4) и Вывести(7).

Ответ. Первый вызов выведет четыре символа, второй — семь. Команды алгоритма остались одинаковыми, изменилось только переданное количество.

Построение квадрата

Условие. Дан алгоритм построения квадрата, длина стороны которого задаётся параметром. Нужно вызвать его для двух разных длин стороны и проследить связь параметров.

1. В заголовке запишем ПостроитьКвадрат(a), где a — формальный параметр длины стороны.
2. В командах построения каждой стороны используем a, поэтому все четыре стороны будут одинаковыми.
3. Вызовем алгоритм с a = 3 и a = 6, то есть ПостроитьКвадрат(3) и ПостроитьКвадрат(6).

Ответ. В первом случае получится квадрат со стороной 3, во втором — со стороной 6. Последовательность команд построения не изменилась, а размер фигуры определило фактическое значение.

Ряд фигур с промежутком

Условие. Нужно составить алгоритм рисования ряда из заданного числа фигур с заданным промежутком между ними. Здесь понадобятся два параметра, потому что количество фигур и расстояние управляют разными частями результата.

1. Запишем Ряд(k, d), где k — число фигур, а d — расстояние между соседними фигурами.
2. Повторим рисование фигуры k раз, после каждого рисования перемещая исполнителя на расстояние d.
3. Вызовем алгоритм Ряд(3, 2), а затем Ряд(5, 4), сравнивая отдельно действие каждого параметра.

Ответ. Первый вызов создаст три фигуры с промежутком 2, второй — пять фигур с промежутком 4. Каждый фактический параметр изменяет только ту часть результата, за которую отвечает его формальный параметр.

Типичные ошибки

Формальный параметр путают с фактическим: называют числовое значение именем параметра или считают имя уже готовым числом. Так происходит, если не различать описание алгоритма и его запуск. Проверьте себя: имя ищите в заголовке, а конкретное значение — в записи вызова.

Иногда забывают передать фактический параметр или передают значение неподходящего типа. Без нужного значения алгоритм не знает, как выполнить зависимые команды, а неверный тип может сделать выполнение невозможным. Перед запуском проверьте число параметров и соответствие каждого значения его назначению.

Другая ошибка — записать внутри алгоритма конкретное число вместо формального параметра. Тогда алгоритм будет работать только для одного случая и перестанет быть универсальным. Замените постоянное значение именем из заголовка и мысленно проверьте два разных вызова.

Изменение параметра иногда ошибочно принимают за изменение самого алгоритма. На самом деле команды и их порядок сохраняются, меняются только данные, с которыми они выполняются. Для проверки сравните записи двух вызовов и убедитесь, что тело алгоритма осталось прежним.

Связь с другими темами

До изучения алгоритмов с параметрами нужно понимать, что такое алгоритм, команда и исполнитель. Также потребуется представление о величине, ведь параметр хранит некоторое значение. Эти знания помогают отличать общий порядок действий от данных, которыми он управляет.

Алгоритмы с параметрами связаны с процедурами и подпрограммами — отдельными частями программы, которые можно вызывать повторно. Параметры делают такие части гибкими и пригодными для разных входных данных. Поэтому этот способ описания часто используют при создании и повторном применении программных решений.

Что запомнить

• Параметр позволяет одному алгоритму работать с разными исходными значениями.
• Формальный параметр указывают в заголовке алгоритма.
• Фактический параметр передают при вызове алгоритма.
• В теле алгоритма используют формальный параметр.
• При вызове фактическое значение связывается с соответствующим формальным параметром.
• Изменение параметра может изменить результат, но не последовательность команд.